摘要：在研究人员使用激光和跟踪技术选择性地激活他们视网膜中的某些细胞之后，有五个人已经能够感知到人眼从未见过的颜色。蓝绿色调的强度或“饱和度”超出了人类看到的自然颜色范围。

研究人员使用激光刺激视网膜中的单个视锥细胞，从而感知到全新的颜色。图片来源：George Pachantouris/Getty

在研究人员使用激光和跟踪技术选择性地激活他们视网膜中的某些细胞之后，有五个人已经能够感知到人眼从未见过的颜色。蓝绿色调的强度或“饱和度”超出了人类看到的自然颜色范围。

这项工作“在技术上令人惊叹”，是一项“非凡的成就”，加州大学尔湾分校的色觉科学家金伯利·詹姆森 （Kimberly Jameson） 说。

这不是研究人员第一次刺激单个视锥细胞——眼睛中的光感受器，大脑将其信号解释为颜色。但这次是在足够大的区域内完成的，足以大大改变一个人的视力。“这项研究的新颖之处在于，有证据表明这种新颜色实际上可以被感知，”葡萄牙布拉加米尼奥大学专门研究人类视觉的物理学家塞尔吉奥·纳西门托说。

研究人员于 4 月 18 日在 Science Advances 上发表了该技术的详细信息1，将原本难以察觉的颜色称为“olo”。它有点像孔雀蓝或蓝绿色，“但饱和度水平超乎想象”，加州大学伯克利分校的计算机科学家和视觉研究员 任 Ng 说，他既是该研究的合著者，也是测试参与者之一。

这种方法被称为 Oz，由名为 Wizard 的软件运行，其工作原理是控制传递到视网膜中每个细胞的精确光剂量，以欺骗大脑用来解释颜色或产生以前从未经历过的信号。

Ng 说，这项技术有可能创造其他新的颜色。他说，它还可以让没有有效治疗方法的色盲患者感知到他们原本不会感知的色调差异。

这需要大量的工作。到目前为止，该团队可以在很小的视野区域内仔细控制颜色——大约是月球在天空中覆盖的直径的两倍——而且这种方法需要很少有实验室可用的技术。但是，即使它最终没有得到广泛应用，这项研究也是“一项令人印象深刻的技术成就”，英国布莱顿萨塞克斯大学的视觉神经科学家珍妮·博斯滕 （Jenny Bosten） 说。“使用这项技术的未来研究有很大的潜力。”

人类的色觉来自大脑，比较它从三种类型的光检测锥细胞接收到的信号。每一种都对不同但重叠的波长范围敏感。在较短、较蓝的波长下，S 锥细胞的反应最灵敏，而 M 或中等锥细胞最受绿光激活。L 锥细胞比其他细胞细胞对波长较长的红光更敏感。人类能看到的每种颜色都是这三种细胞类型的特征激活水平，类似于指纹或一组坐标。

因为 M 锥位于光谱的中间，所以光激活它总是也会激活相邻的 S 或 L 锥。Ng 和他的同事想知道，如果 M 锥受到自身的刺激，它是否会产生一种新的颜色。

该团队首先使用西雅图华盛顿大学的合著者开发的技术绘制每个试验参与者的视网膜，标记每个细胞的位置和类型2。这使他们能够跟踪每个人的眼球运动，并将激光训练到单个视锥细胞上。

然后，他们用微剂量的激光刺激 M 锥细胞。为了测试参与者所看到的，该团队要求他们将感知到的颜色与单一波长的光示例相匹配。没有匹配——olo 颜色似乎甚至比正常视力中最鲜艳的蓝绿色更强烈。Ng 说，参与者必须通过添加白光来“洗掉”olo 颜色，使其与最接近的自然颜色相匹配。

“这种对视网膜的刺激以前根本没有实现过，”英国纽卡斯尔大学的视觉神经科学家 Anya Hurlbert 说。

Oz 系统还提示参与者仅使用一种波长的光就能看到一系列颜色。通过用不同强度的激光逐个细胞刺激所有类型的视锥细胞，该系统模拟了大脑期望看到的每种颜色的特征模式。研究人员使用单个激光欺骗大脑看到全彩视频。

研究人员现在正试图使用类似的效果来增强色盲患者的视力。在这种情况的最常见形式中，人们只有两种而不是三种类型的视锥细胞正常工作。对雄性色盲的松鼠猴的研究表明，增加第三个视锥细胞的基因疗法可以给动物带来完整的色觉。Ng 希望通过使用激光系统来控制它们接收到的精确光，从而人工将细胞子集转化为第三种类型。“现在大脑接收到这三个信息通道。问题是，大脑能否利用这些信息来看到完整的颜色？

Jameson 说，这项研究可能有助于理清视网膜信号最终如何导致大脑中的颜色感知，并测试可以增强多少视力。“本文中的技术将允许对此进行探索——可能比我们拥有的任何其他基于人类的工具都多。”

doi： https://doi.org/10.1038/d41586-025-01252-3

来源：人工智能学家